JPH074966A - 光学的水中測量方法 - Google Patents
光学的水中測量方法Info
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- JPH074966A JPH074966A JP16589393A JP16589393A JPH074966A JP H074966 A JPH074966 A JP H074966A JP 16589393 A JP16589393 A JP 16589393A JP 16589393 A JP16589393 A JP 16589393A JP H074966 A JPH074966 A JP H074966A
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- surveying method
- optical
- light emitting
- underwater surveying
- emitting element
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 正確で簡便な光学的水中測量方法を提供する
ことを目的とする。 【構成】 防水構造の筐体11内に可視域波長の発光素
子14が設けられ、該発光素子14の出力光を平行光に
変換するコリメータレンズ系13及び発光素子14に電
力を供給する電源部16を備えた投光器7を利用し、該
投光器7の収束性の高い可視光束を計測対象へ投射し、
該投射光束を被投射方向から観測用機器3を用いて観測
することによって測量を行う。
ことを目的とする。 【構成】 防水構造の筐体11内に可視域波長の発光素
子14が設けられ、該発光素子14の出力光を平行光に
変換するコリメータレンズ系13及び発光素子14に電
力を供給する電源部16を備えた投光器7を利用し、該
投光器7の収束性の高い可視光束を計測対象へ投射し、
該投射光束を被投射方向から観測用機器3を用いて観測
することによって測量を行う。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水中での測量方法に関
し、とくに収束性の高い可視光束を利用する光学的水中
測量方法に関するものである。
し、とくに収束性の高い可視光束を利用する光学的水中
測量方法に関するものである。
【0002】養殖魚介類の寸法計測、水中土木工事での
測量、魚礁等水中構造物の計測など、水中での測量、計
測作業は最近着実に増加しており、正確で簡便な水中計
測技術の開発が望まれている。
測量、魚礁等水中構造物の計測など、水中での測量、計
測作業は最近着実に増加しており、正確で簡便な水中計
測技術の開発が望まれている。
【0003】
【従来の技術】水中での測量・計測に関しては、超音波
を利用した水中位置計測装置が実用化されている。しか
し、この技術は測定の際に基準点となるトランスポンダ
を事前に複数個設置する必要があり、水中における基準
点の確保が困難な場合には使用できず、またシステム全
体が大がかりになるという欠点があった。これらの方法
以外にも、例えば水面上の基準点を気中で光波測距し水
中の位置計測に利用する等の測定法(特開平4−847
10)等があった。しかし、いずれも大規模になるた
め、従来は紐、縄、棒などを使用して、ダイバーの経験
と勘で感覚的に測量を行なっている場合がほとんどであ
る。
を利用した水中位置計測装置が実用化されている。しか
し、この技術は測定の際に基準点となるトランスポンダ
を事前に複数個設置する必要があり、水中における基準
点の確保が困難な場合には使用できず、またシステム全
体が大がかりになるという欠点があった。これらの方法
以外にも、例えば水面上の基準点を気中で光波測距し水
中の位置計測に利用する等の測定法(特開平4−847
10)等があった。しかし、いずれも大規模になるた
め、従来は紐、縄、棒などを使用して、ダイバーの経験
と勘で感覚的に測量を行なっている場合がほとんどであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする問題点】上記事情により、水
中測量においては、精度を要求すれば大規模な作業形態
になってしまいコストが上昇し、安価に作業を行なえば
精度が大きく不足するという問題があった。本発明は、
上記事情に鑑み、正確で簡便な光学的水中測量方法を提
供することを目的とする。
中測量においては、精度を要求すれば大規模な作業形態
になってしまいコストが上昇し、安価に作業を行なえば
精度が大きく不足するという問題があった。本発明は、
上記事情に鑑み、正確で簡便な光学的水中測量方法を提
供することを目的とする。
【0005】
【問題点を解決するための手段】上記目的達成のため、
本発明は、投射手段により水中において収束性の高い可
視光束を投射し、この投射光束を被投射方向から観測手
段により観測することによって計測することを特徴とす
る光学的水中測量方法を供する。
本発明は、投射手段により水中において収束性の高い可
視光束を投射し、この投射光束を被投射方向から観測手
段により観測することによって計測することを特徴とす
る光学的水中測量方法を供する。
【0006】この場合において、可視光束の波長を65
0mm程度にすることが考えられる。又、観測手段の基
準光軸上に投射光束の光軸を合致するよう観測手段を移
動させることが考えられる。又、投射手段を構成する発
光素子を半導体レーザにするが考えられる。又、発光素
子の点灯制御をリモコンにより行なうことが考えられ
る。又、投射手段に拡散レンズを設けることにより投射
光束の拡散角度を調整することが考えられる。又、拡散
レンズが等方向に屈折率の分布するレンズからなること
が考えられる。又、拡散レンズが特定方向についての屈
折率分布を有するレンズからなることが考えられる。
又、投射手段を構成するコリメータレンズ系を移動自在
とすることが考えられる。又、投射光束の光軸が基線長
L隔てた平行線上に沿って向くよう発光素子を配設する
ことが考えられる。又、配設された発光素子を結ぶ線分
の中線上に観測手段を配設することが考えられる。又、
一方の発光素子を基線長L方向に移動自在にすることが
考えられる。又、投射光束の光軸が基線長L隔てた平行
線上に沿って向くよう発光素子を配設し、配設された発
光素子を同一角度づつ内向させることにより投射光束を
収束した状態で内向させることが考えられる。又、投射
光束の光軸が基線長L隔てた平行線上に沿って向くよう
発光素子を配設し、平行光束に変換された投射光束を移
動自在の方向変換レンズ系を介して入射方向の変換をす
ることが考えられる。又、投射光束の光軸が垂直線上の
上方に向くよう発光素子を設けることが考えられる。
又、投射手段にタイマー機構を内蔵させることにより一
定時間経過後に投光を開始することが考えられる。
0mm程度にすることが考えられる。又、観測手段の基
準光軸上に投射光束の光軸を合致するよう観測手段を移
動させることが考えられる。又、投射手段を構成する発
光素子を半導体レーザにするが考えられる。又、発光素
子の点灯制御をリモコンにより行なうことが考えられ
る。又、投射手段に拡散レンズを設けることにより投射
光束の拡散角度を調整することが考えられる。又、拡散
レンズが等方向に屈折率の分布するレンズからなること
が考えられる。又、拡散レンズが特定方向についての屈
折率分布を有するレンズからなることが考えられる。
又、投射手段を構成するコリメータレンズ系を移動自在
とすることが考えられる。又、投射光束の光軸が基線長
L隔てた平行線上に沿って向くよう発光素子を配設する
ことが考えられる。又、配設された発光素子を結ぶ線分
の中線上に観測手段を配設することが考えられる。又、
一方の発光素子を基線長L方向に移動自在にすることが
考えられる。又、投射光束の光軸が基線長L隔てた平行
線上に沿って向くよう発光素子を配設し、配設された発
光素子を同一角度づつ内向させることにより投射光束を
収束した状態で内向させることが考えられる。又、投射
光束の光軸が基線長L隔てた平行線上に沿って向くよう
発光素子を配設し、平行光束に変換された投射光束を移
動自在の方向変換レンズ系を介して入射方向の変換をす
ることが考えられる。又、投射光束の光軸が垂直線上の
上方に向くよう発光素子を設けることが考えられる。
又、投射手段にタイマー機構を内蔵させることにより一
定時間経過後に投光を開始することが考えられる。
【0007】
【作用】本発明の計測方法においては、可視域波長の発
光素子から発っせられた発光素子の出力光をコリメータ
レンズ系により収束性の高い可視光束に変換し、防水構
造の水中投光器筐体から水中へ投射する。該投射光束は
水中での光吸収・光散乱により減衰しつつ水中を進行す
るが、光束の収束度が十分でかつ波長が可視域にあれ
ば、水中においても本発明の適用範囲の比較的近距離内
では十分な光強度を保ち得る。本発明の計測方法は、該
投射光束をその被投射方向から観測用機器で観測し、観
測用機器における該投射光束の観測状態により観測用機
器の基準光軸と該投射光束の光軸との空間的位置関係を
検出し、測量に利用するものである。
光素子から発っせられた発光素子の出力光をコリメータ
レンズ系により収束性の高い可視光束に変換し、防水構
造の水中投光器筐体から水中へ投射する。該投射光束は
水中での光吸収・光散乱により減衰しつつ水中を進行す
るが、光束の収束度が十分でかつ波長が可視域にあれ
ば、水中においても本発明の適用範囲の比較的近距離内
では十分な光強度を保ち得る。本発明の計測方法は、該
投射光束をその被投射方向から観測用機器で観測し、観
測用機器における該投射光束の観測状態により観測用機
器の基準光軸と該投射光束の光軸との空間的位置関係を
検出し、測量に利用するものである。
【0008】
【実施例】以下本発明の第1実施例を図1乃至図5に基
ずき詳細に説明する。図1は本発明による水中測量の実
施状況の斜視図で、投射手段としての投光器7の投射す
る投射光束を観測手段としての観測用機器3を用いて測
量作業者1が観測し、直接水準測量を行なっている状況
を示す。投光器7には水準器9が取付けられており、陸
上の測量でも多用されている水平調整機構付きの回転台
を搭載した測量用三脚8の機能を利用して、投光器7の
投射光束の投射光束の光軸10aを測量作業者1が容易
に水平に調整できるように構成されている。観測用機器
3は基準光軸10bがロッドポール2に直交するような
配置でスライド保持具6を介してロッドポール2に取付
けられており、スライド保持具6のロックを解除すれば
ロッドポール2に沿って自由に移動が可能である。観測
用機器3には水準器5が取付けられており、ポールスタ
ンド4のロックを解除すれば基準光軸10bを容易に水
平に調整可能で、この状態でロッドポール2に付された
目盛りを読めば観測地点での基準光軸10bまでの高さ
hが容易に求められるように構成されている。なお、水
準器5及び水準器9は本実施例では気泡管からなるが、
傾斜センサーのような電子的なものでもよい。
ずき詳細に説明する。図1は本発明による水中測量の実
施状況の斜視図で、投射手段としての投光器7の投射す
る投射光束を観測手段としての観測用機器3を用いて測
量作業者1が観測し、直接水準測量を行なっている状況
を示す。投光器7には水準器9が取付けられており、陸
上の測量でも多用されている水平調整機構付きの回転台
を搭載した測量用三脚8の機能を利用して、投光器7の
投射光束の投射光束の光軸10aを測量作業者1が容易
に水平に調整できるように構成されている。観測用機器
3は基準光軸10bがロッドポール2に直交するような
配置でスライド保持具6を介してロッドポール2に取付
けられており、スライド保持具6のロックを解除すれば
ロッドポール2に沿って自由に移動が可能である。観測
用機器3には水準器5が取付けられており、ポールスタ
ンド4のロックを解除すれば基準光軸10bを容易に水
平に調整可能で、この状態でロッドポール2に付された
目盛りを読めば観測地点での基準光軸10bまでの高さ
hが容易に求められるように構成されている。なお、水
準器5及び水準器9は本実施例では気泡管からなるが、
傾斜センサーのような電子的なものでもよい。
【0009】図2は投光器7の構造を概念的に表わした
断面図で、防水構造の筐体11内に可視域波長の、例え
ば400nm乃至700nmの波長の発光素子14が設
けられる。該発光素子14の出力光はコリメータレンズ
系13により平行光に変換され、上記筐体11に設けた
透明窓12を通って水中へ投射される。本実施例では、
リモコン17の出力光をリモコン受光部18で受光し、
出力信号をリモコン受信制御部19によりデコードし、
発光素子14の制御回路部15に制御信号を送ることに
より、発光素子14の点滅制御を行なっている。16は
電源部で、使用時には制御回路部15及びリモコン受信
制御部19に電力を供給する。なお、該電源部16は陸
上での充電時には充電用端子20経由で充電される。
断面図で、防水構造の筐体11内に可視域波長の、例え
ば400nm乃至700nmの波長の発光素子14が設
けられる。該発光素子14の出力光はコリメータレンズ
系13により平行光に変換され、上記筐体11に設けた
透明窓12を通って水中へ投射される。本実施例では、
リモコン17の出力光をリモコン受光部18で受光し、
出力信号をリモコン受信制御部19によりデコードし、
発光素子14の制御回路部15に制御信号を送ることに
より、発光素子14の点滅制御を行なっている。16は
電源部で、使用時には制御回路部15及びリモコン受信
制御部19に電力を供給する。なお、該電源部16は陸
上での充電時には充電用端子20経由で充電される。
【0010】投光器7の発光素子14は、可視域波長、
例えば400nm乃至700nmの波長のものが用いら
れる。本実施例では発光素子14として半導体レーザを
用いる。半導体レーザは、現在最も輝度が高く小型な発
光素子であり、発振波長650nm程度の赤色領域の半
導体レーザは安価なものが容易に入手可能な状況にあ
る。この半導体レーザは、水による光吸収のためレーザ
投射光が減衰するが、実験結果から20m程度までの近
距離であれば十分利用可能であり、発振波長の短波長化
に伴って利用可能範囲の拡大が期待できる。さらにこの
半導体レーザは、省電力性にも優れているため、電源部
16として充電式の小型蓄電池などを内蔵すれば十分で
ある。このため、防水構造の筐体11の外部から電源コ
ード等を介して電力を供給する必要がないので、筐体1
1の防水構造を簡素なものに設計することが可能であ
る。さらに電源コードを要しないため、機動性にも優れ
た投光器とすることが可能である。もちろん本実施例は
発光素子14への半導体レーザ以外の発光素子の使用を
妨げるものではなく、半導体レーザ以外の発行ダイオー
ド等の発光素子でも可視光領域での輝度が十分あり、小
型で省電力でかつ出力光の収束性が良ければ、投光器7
の発光素子14として利用することが可能である。
例えば400nm乃至700nmの波長のものが用いら
れる。本実施例では発光素子14として半導体レーザを
用いる。半導体レーザは、現在最も輝度が高く小型な発
光素子であり、発振波長650nm程度の赤色領域の半
導体レーザは安価なものが容易に入手可能な状況にあ
る。この半導体レーザは、水による光吸収のためレーザ
投射光が減衰するが、実験結果から20m程度までの近
距離であれば十分利用可能であり、発振波長の短波長化
に伴って利用可能範囲の拡大が期待できる。さらにこの
半導体レーザは、省電力性にも優れているため、電源部
16として充電式の小型蓄電池などを内蔵すれば十分で
ある。このため、防水構造の筐体11の外部から電源コ
ード等を介して電力を供給する必要がないので、筐体1
1の防水構造を簡素なものに設計することが可能であ
る。さらに電源コードを要しないため、機動性にも優れ
た投光器とすることが可能である。もちろん本実施例は
発光素子14への半導体レーザ以外の発光素子の使用を
妨げるものではなく、半導体レーザ以外の発行ダイオー
ド等の発光素子でも可視光領域での輝度が十分あり、小
型で省電力でかつ出力光の収束性が良ければ、投光器7
の発光素子14として利用することが可能である。
【0011】また発光素子14の点灯制御をリモコン1
7で行うように構成したので、防水構造の筐体11に高
価な防水型スイッチや水中コネクタ等を設置する必要が
なくなり、投光器を安価にすることが可能であるととも
に、発光素子14の点灯制御に点灯、消灯の他にも、点
滅モードへの切り替え、点滅周期の調整、光量の調整等
多彩な機能を盛り込めるようになった。なお、リモコン
17は防水構造として水中で使用することを可能にして
もよいが、陸上で調整を行うことを前提とすれば、安価
な陸上用の赤外線リモコン等でもかまわない。
7で行うように構成したので、防水構造の筐体11に高
価な防水型スイッチや水中コネクタ等を設置する必要が
なくなり、投光器を安価にすることが可能であるととも
に、発光素子14の点灯制御に点灯、消灯の他にも、点
滅モードへの切り替え、点滅周期の調整、光量の調整等
多彩な機能を盛り込めるようになった。なお、リモコン
17は防水構造として水中で使用することを可能にして
もよいが、陸上で調整を行うことを前提とすれば、安価
な陸上用の赤外線リモコン等でもかまわない。
【0012】図3は観測用機器3の断面図で、観測用筒
体21に光路制限用部材22、23を設け基準光軸10
bを中心とした一定の立体角内を測量作業者が観察でき
るように構成されている。光路制限用部材22、23は
中央に開口部22a、23aを持った開口絞りからな
る。開口部の形状は本実施例では円形となっているが、
矩形や楕円形などでもよく、用途に応じて開口面積を変
化できるように構成してもよい。24は減光フィルタ
で、投光器7の光強度が強い場合などに必要に応じて光
路内へ挿入する。
体21に光路制限用部材22、23を設け基準光軸10
bを中心とした一定の立体角内を測量作業者が観察でき
るように構成されている。光路制限用部材22、23は
中央に開口部22a、23aを持った開口絞りからな
る。開口部の形状は本実施例では円形となっているが、
矩形や楕円形などでもよく、用途に応じて開口面積を変
化できるように構成してもよい。24は減光フィルタ
で、投光器7の光強度が強い場合などに必要に応じて光
路内へ挿入する。
【0013】本実施例は上記のように構成されているの
で、まず測量作業者1は投光器7の投射光束の光軸10
aを水準器9を利用して水平に調整した後に、各測量地
点に赴き、図3に示すように観測用機器3を覗き、光路
制限用部材22、23で形成される射出瞳の中央、即ち
基準光軸10b上に投光器7の投射光束が観測できるよ
うに観測用機器3を移動する。即ち、観測用機器3の基
準光軸10bが水平に調整された状態で、投射光束の光
軸10aと基準光軸10bを合致させれば、このときの
高さhが投射光束の光軸10aまでの高さとなるから、
これを各測量地点で求め、各々の観測値の差を求めれば
容易に各測量地点間の高度差が求められる。
で、まず測量作業者1は投光器7の投射光束の光軸10
aを水準器9を利用して水平に調整した後に、各測量地
点に赴き、図3に示すように観測用機器3を覗き、光路
制限用部材22、23で形成される射出瞳の中央、即ち
基準光軸10b上に投光器7の投射光束が観測できるよ
うに観測用機器3を移動する。即ち、観測用機器3の基
準光軸10bが水平に調整された状態で、投射光束の光
軸10aと基準光軸10bを合致させれば、このときの
高さhが投射光束の光軸10aまでの高さとなるから、
これを各測量地点で求め、各々の観測値の差を求めれば
容易に各測量地点間の高度差が求められる。
【0014】上記の測量を行う際に、測量作業者1は目
的の測量地点で、投光器7の投射光束を捕捉する必要が
ある。しかしこのとき、測量制度をあげるために、投光
器7の投射光束の拡散角度を小さくすると、目的の測量
地点での投射光束の捕捉が困難になる。そこで図4のよ
うに、投光器7の前部に投射光束の拡散角度を調整する
ための拡散レンズ26を備えた拡散角度調整板25を装
着し、必要に応じて投射光束の拡散角度を調整できるよ
うに構成すれば、測量作業がより効率的に実施可能であ
る。なお、拡散レンズ26は、本実施例では、等方的に
屈折率の分布するレンズを想定しているが、例えば、シ
リンドリカルレンズのように特定の方向についてのみ屈
折率分布を持つレンズを用いてもよい。27はリモコン
受光用の開口部である。
的の測量地点で、投光器7の投射光束を捕捉する必要が
ある。しかしこのとき、測量制度をあげるために、投光
器7の投射光束の拡散角度を小さくすると、目的の測量
地点での投射光束の捕捉が困難になる。そこで図4のよ
うに、投光器7の前部に投射光束の拡散角度を調整する
ための拡散レンズ26を備えた拡散角度調整板25を装
着し、必要に応じて投射光束の拡散角度を調整できるよ
うに構成すれば、測量作業がより効率的に実施可能であ
る。なお、拡散レンズ26は、本実施例では、等方的に
屈折率の分布するレンズを想定しているが、例えば、シ
リンドリカルレンズのように特定の方向についてのみ屈
折率分布を持つレンズを用いてもよい。27はリモコン
受光用の開口部である。
【0015】図5は、投射光束の拡散角度を調整する別
の手段を示す投光器7の一部断面図である。コリメータ
レンズ系13は、スクリュー軸29に螺合したレンズ枠
28に固定されており、スクリュー軸29の一端に取付
けられたモータ30の回転にしたがって、図中に示した
矢印方向に移動可能に構成されている。モータ30の制
御は、図5に示したように、リモコン17を利用してリ
モコン受信制御部19により行う。
の手段を示す投光器7の一部断面図である。コリメータ
レンズ系13は、スクリュー軸29に螺合したレンズ枠
28に固定されており、スクリュー軸29の一端に取付
けられたモータ30の回転にしたがって、図中に示した
矢印方向に移動可能に構成されている。モータ30の制
御は、図5に示したように、リモコン17を利用してリ
モコン受信制御部19により行う。
【0016】本実施例によれば、従来正確な作業が困難
であった水中での高度差測定、レベル出し作業等が簡単
で、かつ陸上並みの精度で、正確に実施可能になるとい
う効果がある。
であった水中での高度差測定、レベル出し作業等が簡単
で、かつ陸上並みの精度で、正確に実施可能になるとい
う効果がある。
【0017】第2実施例を図6乃至図12に基づき詳細
に説明する。図6は本発明による第2実施例による水中
測距の状況を概念的に表した俯瞰図である。発光素子3
3及び発光素子34は、投射光束の光軸31及び光軸3
2が基線長Lだけ隔てて平行に配設されている。発光素
子33及び発光素子34の投射光束は、図8又は図9に
示した方法によって、それぞれ35及び36のように拡
散している。このとき、拡散光束35及び拡散光束36
の交差する空間(図中斜線部)を測定空間37とする。
図7は、測定空間37内で観測用機器3を用いて投射光
束を観測した際の光路制限用部材22、23で形成され
る射出瞳の観測状態を示す。ここで、38及び41は位
置読み取り用のクロスヘアライン及び読み取り用目盛り
であり、それぞれ光路制限用部材22、23またはその
他の適当な光路上に測量作業者1が投射光束39、40
と同時に観測可能な状態で設けられる。クロスヘアライ
ン38及び投射光束41は、拡大して観測する必要があ
れば、観測用機器3に適当な光学装置を組み込んで設け
てもよい。図8において、2つのコリメータレンズ系1
3は、スクリュー軸29に螺合したレンズ枠42に固定
されており、スクリュー軸29の一端に設けられたモー
タ30の回転にしたがって、図中に示した矢印方向に移
動可能に構成されている。モータ30の制御は、第1実
施例のように、リモコン17を利用してリモコン受信制
御部19により行う。図9は、投光器の前部に装着して
用いる投射光束の拡散角度を調整するための拡散レンズ
26を備えた拡散角度調整板43で、中央の開口部27
はリモコン受光用のものである。
に説明する。図6は本発明による第2実施例による水中
測距の状況を概念的に表した俯瞰図である。発光素子3
3及び発光素子34は、投射光束の光軸31及び光軸3
2が基線長Lだけ隔てて平行に配設されている。発光素
子33及び発光素子34の投射光束は、図8又は図9に
示した方法によって、それぞれ35及び36のように拡
散している。このとき、拡散光束35及び拡散光束36
の交差する空間(図中斜線部)を測定空間37とする。
図7は、測定空間37内で観測用機器3を用いて投射光
束を観測した際の光路制限用部材22、23で形成され
る射出瞳の観測状態を示す。ここで、38及び41は位
置読み取り用のクロスヘアライン及び読み取り用目盛り
であり、それぞれ光路制限用部材22、23またはその
他の適当な光路上に測量作業者1が投射光束39、40
と同時に観測可能な状態で設けられる。クロスヘアライ
ン38及び投射光束41は、拡大して観測する必要があ
れば、観測用機器3に適当な光学装置を組み込んで設け
てもよい。図8において、2つのコリメータレンズ系1
3は、スクリュー軸29に螺合したレンズ枠42に固定
されており、スクリュー軸29の一端に設けられたモー
タ30の回転にしたがって、図中に示した矢印方向に移
動可能に構成されている。モータ30の制御は、第1実
施例のように、リモコン17を利用してリモコン受信制
御部19により行う。図9は、投光器の前部に装着して
用いる投射光束の拡散角度を調整するための拡散レンズ
26を備えた拡散角度調整板43で、中央の開口部27
はリモコン受光用のものである。
【0018】第2実施例は上記のように構成されている
ので、図8に示したようにコリメータレンズ系13を矢
印方向に移動して投射光束を適当に拡散させるか、また
は図9の拡散角度調整板43を投光器の前面に装着し
て、拡散レンズ26、26により投射光束を拡散させる
等した後に、測定空間37において観測用機器3で観測
を行えば、発光素子33及び発光素子34の投射光束が
両方とも観測できる。このとき、光路制限用部材22、
23で形成される射出瞳での投射光束は、観測用機器3
が発光素子33及び発光素子34の位置を結ぶ線分の中
線上にあれば、観測用機器3の基準光軸10bを挟ん
で、図7の39及び40のように等距離の位置にそれぞ
れ観測されるから、読み取り用目盛り41の値を読み取
れば、簡単な相似計算により投光器と観測用機器3との
距離が求められる。
ので、図8に示したようにコリメータレンズ系13を矢
印方向に移動して投射光束を適当に拡散させるか、また
は図9の拡散角度調整板43を投光器の前面に装着し
て、拡散レンズ26、26により投射光束を拡散させる
等した後に、測定空間37において観測用機器3で観測
を行えば、発光素子33及び発光素子34の投射光束が
両方とも観測できる。このとき、光路制限用部材22、
23で形成される射出瞳での投射光束は、観測用機器3
が発光素子33及び発光素子34の位置を結ぶ線分の中
線上にあれば、観測用機器3の基準光軸10bを挟ん
で、図7の39及び40のように等距離の位置にそれぞ
れ観測されるから、読み取り用目盛り41の値を読み取
れば、簡単な相似計算により投光器と観測用機器3との
距離が求められる。
【0019】なお図6において、拡散光束35と拡散光
束36の交差する測定空間の最前部の点Pにて測定を行
うように測定系を配置すれば、計測精度が上り望まし
い。
束36の交差する測定空間の最前部の点Pにて測定を行
うように測定系を配置すれば、計測精度が上り望まし
い。
【0020】図10、図11は第2実施例による水中測
距を実現するための別の方法で、図10は基線長Lを大
きく取りたい場合の方法を、図11は投射光束を拡散さ
せる代わりに収束したままの状態で内向させる方法を示
している。図10において、投光器7は第1実施例と同
様な測量用三脚46に搭載されており、測量用三脚46
には基線長ポール44が水平に取付けられている。基線
長ポール44上には、基線長ポール44に沿って移動可
能に別の投光器7aが支持用一脚45に支えられて取付
けられており、測量用三脚46及び支持用一脚45の調
整機能により、投光器7及び投光器7aの投射光軸10
a及び投射光軸10a’は容易に平行に調整されるよう
に構成されている。このとき、投光器7及び投光器7a
に、図4又は図5の拡散方法を適用して投射光束を適当
に拡散させ、図6の配置で観測を行えば、図8及び図9
に基づいて行った方法と同じ効果を期待できる。しか
し、さらにこの方法によれば、基線長Lを自由に変更で
き、しかも基線長Lを大きくとって測定精度の向上を図
ることが可能となる。
距を実現するための別の方法で、図10は基線長Lを大
きく取りたい場合の方法を、図11は投射光束を拡散さ
せる代わりに収束したままの状態で内向させる方法を示
している。図10において、投光器7は第1実施例と同
様な測量用三脚46に搭載されており、測量用三脚46
には基線長ポール44が水平に取付けられている。基線
長ポール44上には、基線長ポール44に沿って移動可
能に別の投光器7aが支持用一脚45に支えられて取付
けられており、測量用三脚46及び支持用一脚45の調
整機能により、投光器7及び投光器7aの投射光軸10
a及び投射光軸10a’は容易に平行に調整されるよう
に構成されている。このとき、投光器7及び投光器7a
に、図4又は図5の拡散方法を適用して投射光束を適当
に拡散させ、図6の配置で観測を行えば、図8及び図9
に基づいて行った方法と同じ効果を期待できる。しか
し、さらにこの方法によれば、基線長Lを自由に変更で
き、しかも基線長Lを大きくとって測定精度の向上を図
ることが可能となる。
【0021】上記方法の他に、図10の方法を実施する
際に投射光束を拡散させず、代わりに、投射光束を収束
したままの状態で同一角度だけ内向させることでも、第
2実施例の水中測距は可能である。図12に示すよう
に、発光素子33及び発光素子34を同一角度づつ内向
させたとき、それらの投射光束の光軸31及び光軸32
の交差する近傍の空間を測定空間37’とする。測定空
間37’内では発光素子33及び発光素子34からの投
射光束を同時に観測用機器3で観測できるので、上記実
施例の方法と同様にして、投光器と観測用機器3との距
離が求められる。しかし、この方法によれば、投射光束
が拡散されないので、水の透明度が悪いなど高い光強度
が必要な場合に有効である。この方法は、図10におい
て、投光器7及び投光器7aを測量用三脚46及び支持
用一脚45の機能を使って同一角度だけ内向させても実
現できる。しかし、図11に示したような光学系を投光
器7の内部に設ければ、1台の投光器のみでも実現可能
である。図11において、コリメータレンズ系13を通
過して平行光束に変換された投射光束は、方向変換レン
ズ系としての移動レンズ系48に入射してその方向を変
え、投光器外に投射される。移動レンズ系47、48は
スクリュー軸29に螺合した移動レンズ枠49に組み込
まれており、モータ30の回転により、図中矢印方向に
移動可能である。測量作業者は、リモコン等の手段を介
して移動レンズ系48を適宜移動し、測定空間37’が
測量実施地点に来るように調整することにより、上記方
法と同様な効果が得られる。
際に投射光束を拡散させず、代わりに、投射光束を収束
したままの状態で同一角度だけ内向させることでも、第
2実施例の水中測距は可能である。図12に示すよう
に、発光素子33及び発光素子34を同一角度づつ内向
させたとき、それらの投射光束の光軸31及び光軸32
の交差する近傍の空間を測定空間37’とする。測定空
間37’内では発光素子33及び発光素子34からの投
射光束を同時に観測用機器3で観測できるので、上記実
施例の方法と同様にして、投光器と観測用機器3との距
離が求められる。しかし、この方法によれば、投射光束
が拡散されないので、水の透明度が悪いなど高い光強度
が必要な場合に有効である。この方法は、図10におい
て、投光器7及び投光器7aを測量用三脚46及び支持
用一脚45の機能を使って同一角度だけ内向させても実
現できる。しかし、図11に示したような光学系を投光
器7の内部に設ければ、1台の投光器のみでも実現可能
である。図11において、コリメータレンズ系13を通
過して平行光束に変換された投射光束は、方向変換レン
ズ系としての移動レンズ系48に入射してその方向を変
え、投光器外に投射される。移動レンズ系47、48は
スクリュー軸29に螺合した移動レンズ枠49に組み込
まれており、モータ30の回転により、図中矢印方向に
移動可能である。測量作業者は、リモコン等の手段を介
して移動レンズ系48を適宜移動し、測定空間37’が
測量実施地点に来るように調整することにより、上記方
法と同様な効果が得られる。
【0022】本実施例によれば、従来正確な作業が困難
であった水中での距離測定作業等が簡単で、かつ陸上並
みの精度で正確に実施可能になるという効果である。
であった水中での距離測定作業等が簡単で、かつ陸上並
みの精度で正確に実施可能になるという効果である。
【0023】次に、図13に基づき第3実施例を述べ
る。図13において、投光器52は、水準器9を用い
て、その投射光束の光軸10aが垂直線上の上方に向く
ように、魚礁53の上など水底の特定の地点に設置され
ている。水上の観測者50は、箱メガネ等観測手段とし
ての観測用機器51を用いて、船上などから観測を行
う。本実施例では、観測者50の投射光束を観察できる
水面の位置が目的の地点の真上であるから、水上で水中
の位置関係を簡単に確認できる。本実施例は、こうした
水中土木作業時の位置出しの他に、投光器52にタイマ
ー機構を内蔵させて一定時間経過後に投光を開始するよ
うに構成することにより、潮流が早く浮玉などが付けら
れない海域での水中設置センサーなどの検出にも利用可
能である。
る。図13において、投光器52は、水準器9を用い
て、その投射光束の光軸10aが垂直線上の上方に向く
ように、魚礁53の上など水底の特定の地点に設置され
ている。水上の観測者50は、箱メガネ等観測手段とし
ての観測用機器51を用いて、船上などから観測を行
う。本実施例では、観測者50の投射光束を観察できる
水面の位置が目的の地点の真上であるから、水上で水中
の位置関係を簡単に確認できる。本実施例は、こうした
水中土木作業時の位置出しの他に、投光器52にタイマ
ー機構を内蔵させて一定時間経過後に投光を開始するよ
うに構成することにより、潮流が早く浮玉などが付けら
れない海域での水中設置センサーなどの検出にも利用可
能である。
【0024】本実施例によれば、従来正確な作業が困難
であった水中の位置確認作業等が簡単で、かつ陸上並み
の精度で正確に実施可能になるという効果がある。
であった水中の位置確認作業等が簡単で、かつ陸上並み
の精度で正確に実施可能になるという効果がある。
【0025】本発明は上記した実施例に限定されない。
例えば、上記した実施例は全て測量作業者が投光器の投
射光束を直接観測するように記載したが、水中テレビカ
メラ等の間接的な観測手段を用いても同様に効果が期待
される。
例えば、上記した実施例は全て測量作業者が投光器の投
射光束を直接観測するように記載したが、水中テレビカ
メラ等の間接的な観測手段を用いても同様に効果が期待
される。
【0026】また、投光器からの投射光束を反射部材な
どの機能を用いて方向を変化させ、方向の変化した後の
投射光束を観測用機器で観測するように構成しても同様
の効果が期待できる。ただし、この場合は光路長が長く
なるため、水による光吸収や散乱を受けても光強度が十
分な場合に適用される。
どの機能を用いて方向を変化させ、方向の変化した後の
投射光束を観測用機器で観測するように構成しても同様
の効果が期待できる。ただし、この場合は光路長が長く
なるため、水による光吸収や散乱を受けても光強度が十
分な場合に適用される。
【0027】こらに上記説明では発光素子33及び発光
素子34を2箇設けた場合であって、これらが対称の位
置関係、即ちα=β,S=T(図6参照)の場合を例に
したが、発光素子33及び発光素子34の配置はα≠
β、S≠Tの場合にも本発明による方法は適用可能であ
る。したがってまた、投射光束を収束したままの状態で
内向させる場合にも、必ずしも発光素子33、発光素子
34を同一角度づつ内向させる必要はなく、α及びβが
測定において既知であれば、それに応じてクロスヘアラ
インの位置をずらすようにすれば(具体的には1/ta
nα:1/tanβになるようにすれば)、観測用危機
3の基準光軸は正しく設定され計測が可能である。
素子34を2箇設けた場合であって、これらが対称の位
置関係、即ちα=β,S=T(図6参照)の場合を例に
したが、発光素子33及び発光素子34の配置はα≠
β、S≠Tの場合にも本発明による方法は適用可能であ
る。したがってまた、投射光束を収束したままの状態で
内向させる場合にも、必ずしも発光素子33、発光素子
34を同一角度づつ内向させる必要はなく、α及びβが
測定において既知であれば、それに応じてクロスヘアラ
インの位置をずらすようにすれば(具体的には1/ta
nα:1/tanβになるようにすれば)、観測用危機
3の基準光軸は正しく設定され計測が可能である。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により水中
での測量作業が、安価な機器を利用して簡単にかつ陸上
並みの高精度で実現でき、水中土木工事の施工精度の向
上と施工期間の短縮が可能になる。
での測量作業が、安価な機器を利用して簡単にかつ陸上
並みの高精度で実現でき、水中土木工事の施工精度の向
上と施工期間の短縮が可能になる。
【図1】本発明による水中測量の実施状況の斜視図であ
る。
る。
【図2】第1実施例で使用する投光器の構造を概念的に
表した断面図である。
表した断面図である。
【図3】本発明で使用する観測用機器の断面図である。
【図4】第1実施例で投射光束の拡散角度を調整する手
段を示した図である。
段を示した図である。
【図5】投射光束の拡散角度を調整する別の手段を示す
第1実施例の投光器の一部断面図である。
第1実施例の投光器の一部断面図である。
【図6】第2実施例による水中測距の状況を概念的に表
した俯瞰図である。
した俯瞰図である。
【図7】観測用機器を用いて投射光束を観測した際の射
出瞳の観測状態を示す図である。
出瞳の観測状態を示す図である。
【図8】第2実施例において投射光束の拡散角度を調整
する手段を示した図である。
する手段を示した図である。
【図9】第2実施例において投射光束の拡散角度を調整
する別の手段を示した図である。
する別の手段を示した図である。
【図10】第2実施例において基線長Lを大きくとる場
合の実施方法を示した図である。
合の実施方法を示した図である。
【図11】第2実施例において投射光束を拡散させる代
わりに収束したままの状態で内向させる方法を示した図
である。
わりに収束したままの状態で内向させる方法を示した図
である。
【図12】第2実施例において投射光束を内向させた方
法による水中測距の状況を概念的に表した俯瞰図であ
る。
法による水中測距の状況を概念的に表した俯瞰図であ
る。
【図13】第3実施例による水中位置の検出作業を行っ
ている状況を示した図である。
ている状況を示した図である。
1 測量作業者 2 ロッドポール 3 観測用機器 4 ポールスタンド 5 水準器 6 スライド保持具 7 投光器 8 測量用三脚 9 水準器 10a 光軸 10b 基準光軸 11 筐体 12 透明窓 13 コリメータレンズ系 14 発光素子 15 制御回路部 16 電源部 17 リモコン 18 リモコン受光部 19 リモコン受信制御部 20 充電用端子 21 観測用筒体 22 光路制限用部材 23 光路制限用部材 22a 開口部 23a 開口部 24 減光フィルタ 8 測量用三脚 25 拡散角度調整板 26 拡散レンズ 27 リモコン受光用の開口部 28 レンズ枠 29 スクリュー軸 30 モータ 31 光軸 32 光軸 33 発光素子 34 発光素子 35 拡散光束 36 拡散光束 37 測定空間 37’測定空間 38 クロスヘアライン 39 読み取り用目盛 40 投射光束 41 投射光束 42 レンズ枠 43 拡散角度調整板 44 基線長ポール 45 支持用一脚 46 測量用三脚 47 移動レンズ系 48 移動レンズ系 49 移動レンズ枠 50 観測者 51 観測用機器 52 投光器 53 魚礁
Claims (16)
- 【請求項1】 投射手段により水中において収束性の高
い可視光束を投射し、この投射光束を被投射方向から観
測手段により観測することによって計測することを特徴
とする光学的水中測量方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の光学的水中測量方法にお
いて、可視光束の波長が650mm程度であることを特
徴とする光学的水中測量方法。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の光学的水中測量方
法において、観測手段の基準光軸上に投射光束の光軸を
合致するよう観測手段を移動させることにより計測する
光学的水中測量方法。 - 【請求項4】 請求項1乃至3いずれか記載の光学的水
中測量方法において、投射手段を構成する発光素子が半
導体レーザである光学的水中測量方法。 - 【請求項5】 請求項1乃至4いずれか記載の光学的水
中測量方法において、発光素子の点灯制御をリモコンに
より行なう光学的水中測量方法。 - 【請求項6】 請求項1乃至5いずれか記載の光学的水
中測量方法において、投射手段に拡散レンズを設けるこ
とにより投射光束の拡散角度を調整する光学的水中測量
方法。 - 【請求項7】 請求項1乃至6いずれか記載の光学的水
中測量方法において、拡散レンズが等方向に屈折率の分
布するレンズからなる光学的水中測量方法。 - 【請求項8】 請求項1乃至6いずれか記載の光学的水
中測量方法において、拡散レンズが特定方向についての
屈折率分布を有するレンズからなる光学的水中測量方
法。 - 【請求項9】 請求項1乃至5いずれか記載の光学的水
中測量方法において、投射手段を構成するコリメータレ
ンズ系を移動自在とすることにより拡散角度を調整する
光学的水中測量方法。 - 【請求項10】 請求項1乃至9いずれか記載の光学的
水中測量方法において、投射光束の光軸が基線長L隔て
た平行線上に沿って向くよう発光素子を配設した光学的
水中測量方法。 - 【請求項11】 請求項1乃至10いずれか記載の光学
的水中測量方法において、配設された発光素子を結ぶ線
分の中線上に観測手段を配設した光学的水中測量方法。 - 【請求項12】 請求項1乃至11いずれか記載の光学
的水中測量方法において、一方の発光素子が基線長L方
向に移動自在である光学的水中測量方法。 - 【請求項13】 請求項1乃至5並びに請求項11及び
請求項12のいずれか記載の光学的水中測量方法におい
て、投射光束の光軸が基線長L隔てた平行線上に沿って
向くよう発光素子を配設し、配設された発光素子を同一
角度づつ内向させることにより投射光束を収束した状態
で内向させる光学的水中測量方法。 - 【請求項14】 請求項1乃至5並びに請求項11及び
請求項12いずれか記載の光学的水中測量方法におい
て、投射光束の光軸が基線長L隔てた平行線上に沿って
向くよう発光素子を配設し、平行光束に変換された投射
光束を移動自在の方向変換レンズ系を介して入射方向の
変換をする光学的水中測量方法。 - 【請求項15】 請求項1乃至14いずれか記載の光学
的水中測量方法において、投射光束の光軸が垂直線上の
上方に向くよう発光素子を設けた光学的水中測量方法。 - 【請求項16】 請求項15記載の光学的水中測量方法
において、投射手段にタイマー機構を内蔵させることに
より一定時間経過後に投光を開始する光学的水中測量方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16589393A JPH074966A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 光学的水中測量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16589393A JPH074966A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 光学的水中測量方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH074966A true JPH074966A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15820983
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16589393A Pending JPH074966A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 光学的水中測量方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH074966A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013092456A (ja) * | 2011-10-26 | 2013-05-16 | Topcon Corp | 画像測定装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04282412A (ja) * | 1991-03-11 | 1992-10-07 | Unyusho Kowan Gijutsu Kenkyusho | 水深計測方法 |
-
1993
- 1993-06-14 JP JP16589393A patent/JPH074966A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04282412A (ja) * | 1991-03-11 | 1992-10-07 | Unyusho Kowan Gijutsu Kenkyusho | 水深計測方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013092456A (ja) * | 2011-10-26 | 2013-05-16 | Topcon Corp | 画像測定装置 |
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